Hoher Fruktosekonsum während der Schwangerschaft beeinträchtigt Funktion von Stammzellen im fetalen Gehirn

Ein hoher Fruktosekonsum in der Schwangerschaft könnte die Gehirnentwicklung des Nachwuchses langfristig beeinflussen. Eine neue Tierstudie zeigt, dass frühe Fruktoseexposition die Funktion neuraler Stammzellen verändert und Lern- sowie Gedächtnisleistungen im späteren Leben beeinträchtigen kann.

Eine unausgewogene Ernährung während der Schwangerschaft kann langfristige Auswirkungen auf die Gesundheit und die Krankheitsanfälligkeit der Nachkommen haben. Ein hoher Fruktosekonsum über gesüßte Lebensmittel und Getränke bei schwangeren Frauen wurde daher bereits mit einer erhöhten Anfälligkeit für Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie mit neurologischen und kognitiven Beeinträchtigungen bei den Nachkommen in Verbindung gebracht. Wie diese frühen Fruktoseexpositionen auf zellulärer und molekularer Ebene langfristige Effekte verursachen, ist bislang jedoch nur unzureichend verstanden.

In einer aktuellen Studie, veröffentlicht in „Stem Cell Reports“, hat das Team um Hiroya Yamada von der Fujita Health University School of Medicine in Toyoake (Japan) gezeigt, dass Ratten im Erwachsenenalter schlechter in Lern- und Gedächtnistests abschnitten, wenn sie bereits vor der Geburt einer hohen Fruktosebelastung ausgesetzt waren. Dazu wurden trächtige Muttertiere mit Maissirup mit hohem Fruktosegehalt gefüttert. Darüber hinaus war die Neurogenese – also die Bildung neuer Nervenzellen aus neuralen Stammzellen (NSC) – in bestimmten Hirnregionen, die für Lernen und Kognition wichtig sind, bei diesen Tieren vermindert.

Epigenetische Veränderungen durch Fruktoseexposition

Das Forschungsteam identifizierte zudem spezifische Veränderungen in den neuralen Stammzellen nach der Fruktoseexposition, darunter eine reduzierte Zellteilung, eine eingeschränkte Bildung neuer Nervenzellen sowie veränderte Genaktivität. Um zu erklären, warum eine pränatale Fruktosebelastung so langfristige Effekte haben kann, analysierten die Forschenden epigenetische Veränderungen – chemische Markierungen an der DNA, die die Genaktivität steuern. Dabei zeigte sich, dass die Fruktoseexposition im Mutterleib dauerhafte epigenetische Veränderungen in fetalen neuralen Stammzellen auslöste, die bis ins Erwachsenenalter bestehen blieben und die Aktivität von Genen beeinträchtigten, die für die Neurogenese im Erwachsenenalter wichtig sind. Die Wiederherstellung der normalen Genexpression verbesserte wiederum die Funktion der beeinträchtigten Stammzellen.

Diese Ergebnisse verdeutlichen, wie eine ungünstige Umwelt während der frühen Entwicklung – etwa eine unausgewogene Ernährung der Mutter – die Gehirnentwicklung und -funktion langfristig beeinflussen kann, indem sie die epigenetische Regulation der Genaktivität in neuralen Stammzellen verändert. Obwohl epidemiologische Studien beim Menschen ähnliche Zusammenhänge nahelegen, sind weitere Untersuchungen notwendig, um zu klären, ob menschliche Stammzellen in vergleichbarer Weise durch Fruktose oder andere Umweltfaktoren beeinflusst werden. „Unsere Studie legt nahe, dass neuronale Stammzellen eine biologische Erinnerung an die mütterliche Ernährung während der Schwangerschaft behalten können“, erklärt Yamada. „Dies könnte erklären, wie eine vorübergehende Ernährungsstörung in der Schwangerschaft langfristige Veränderungen in der Gehirnentwicklung und -funktion auslöst.“

(lj/BIERMANN)

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